题目内容
【题目】在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图甲所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)当M与m的大小关系满足____________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(3)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是__________.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=求出
(4)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图象分别如图丙和图丁所示,其原因分别是:
图丙: _______________________;
图丁: _______________________.
【答案】0.16 mMBm过大(或M过小),造成m不是远小于M没有平衡摩擦力或木板的倾角过小
【解析】
(1)小车的加速度:
(2)验证牛顿第二定律的实验中,要保证M>>m,才能保证绳子的拉力约等于m的重力;
(3)平衡摩擦力时,不将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上,只让小车拖着纸带运动,选项A错误;每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力,选项B正确;实验时,先接通打点计时器的电源,再放开小车,选项C错误;小车的加速度是通过纸带求出的,选项D错误;故选B.
图丙原因是:m过大(或M过小),造成m不是远小于M .
图丁:从图线可看出,当F到达一定值时才有加速度,故造成图线的原因是没有平衡摩擦力或木板的倾角过小;